分子層成長様流量制御システムの試作とその応用に関する研究

1996 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 07650002
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 倉林 徹 東北大学, 工学部, 講師 (90195537)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 南 和幸 東北大学, 工学部, 講師 (00229759) ; 江刺 正喜 東北大学, 工学部, 教授 (20108468)
• Keywords: 分子層成長 / 流量制御システム / マイクロバルブ / シリコンマイクロマシニング / 圧空バルブ

Research Abstract

本研究は、分子層成長装置などの半導体製造装置に用いられる新たな流量制御システムを、マイクロマシ-ニング技術を用いて試作・評価することを目的として行ってきた。
(1)分子層成長に関する研究
GaAsの厳密に制御された分子層成長を実現するとともに、原料ガスの供給圧力・供給時間および排気時間依存性などの成長パラメータをどのように設定すべきかを明らかにした。また分子層成長における表面反応機構を解明した。これによって流量制御バルブの流量制御や応答速度に関する知見が得られた。
(2)マイクロバブルの試作
マイクロマシ-ニング技術を用いて、シリコンおよびガラスを素材としたマイクロバルブの試作を行った。バルブの可動部分は機械的に優れた材料である単結晶シリコンを用い、パッケージングにはガラスを用いた。可動部分は大きな変位を得るために波形ダイヤグラムを採用し、駆動力には空気圧を用いた。これによって、200℃程度のベ-キングが可能で高純度原料ガスの供給に適した。デッドボリューム極限まで減少させた、微量流量を制御できる高速応答マイクロバルブが実現できた。
(3)今後の展開
バルブオフ時のリ-クの低減と高速応答化を目指す。実際の成長装置に取り付け、分子層成長を実施し、実用上の問題点を明らかにするとともに、さらなる改良を行う。

Research Products

• [Publications] J. Nishizawa: "Effects of TMG/AsH_3 ratio on GaAs molecular layer growth" J. Vacuum Science & Technology. B13. 1024-1029 (1995)
• [Publications] C. Cabuz: "A new Theory on Stress Evolution in pt Silicon" 8th International Conference on Solid-State Sensors and Actuators (Sweden). 67-68 (1995)
• [Publications] D. Y. Sim: "Bakable Silicon Pneumatic Microvalue" 8th International Conference on Solid-State Sensors and Actuators (Sweden). 280-283 (1995)
• [Publications] J. Nishizawa: "Surface Reaction of Trimethylgallium on GaAs" J. Vacuum Science & Technology. B14. 136-146 (1996)
• [Publications] D. Y. Sim: "Pneumatic Microvalue Based on Silicon Micromaching" T. IEEE Japan. 116-E・2. 56-61 (1996)
• [Publications] D. Y. Sim: "A bakable microvalue with a Kovar-glass-silicon-glass structure" J. Micromech. Microeng.6. 1-6 (1996)